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1、2017年清华大学热能工程系823热流基础考研仿真模拟题一、简答题1 在绝热良好的房间内，有一台设备完好的冰箱在工作，在炎热的夏天打开冰箱，人会感到凉爽，问室内温度是否会越来越低? 请用热力学原理加以解释。【答案】一开始，人会感到凉爽，这是由于房间内空气中的内能传递到冰箱内，而此时冰箱输入功率转化的热小于空气进入冰箱的内热能，故空气温度降低，人感到凉爽。随着时间的进行，冰箱输入功率转化的热越来越多地进入房间空气中，空气的温度逐步回升。这样，房间内 的温度不会越来越低。 2 某空气循环由下列三个可逆过程组成：由状态1压缩升压到画在图和【答案】画出图上。 图和图如图所示。经等温接着经定压过程膨胀至
2、状态3, 然后等容降压到状态1。试将该循环示意性图 3 压缩蒸汽制冷循环采用节流阀来代替膨胀机，压缩空气制冷循环是否也可以采用这种方法？为什么？【答案】不可以。因空气的绝热节流系数几乎为0, 因而采用节流阀不可能有显著的膨胀降温效果，即不能制冷。 4 如图所示设备称为收缩喷管，是一种使气流速度增大的设备。压力为于音速 的速度根据质量守恒原理略不计。若取喷管为系统，问是什么系统？温度为的气流以低流入喷管，在喷管内膨胀，压力和温度下降，流速升高，流出喷管。所此外可以认为气流流经喷管时散热可忽 图【答案】开口绝热系。 5 给出“热”和“功”的定义，并分析其异同。【答案】热量是热力系和外界之间仅由于温
3、度不同而通过边界传递的能量，功是热力系流通过边界而传递的能量，而全部效果可表现为举起重物。相同点：二者均为过程量，都通过边界传递。不同点：功是有规则的宏观运动能量的传递，在作功过程中往往伴随着能量形式的转化；热则是大量的微观粒子杂乱热运动的能量传递，传热过程中不出现能量形式变化，功转变成热是无条件的，而热转变成功是有条件的。 6 测定绝热节流系数的焦耳汤姆逊实验是如何进行的？如何球的绝热截留系数？【答案】任意选定一种实际气体，使其通过装有多空塞的管道，令高压端的压力和温度稳定在和相应的而在低压端，调节阀门开度，通过改变流量得到不同的压力然后将这些点画在图上，得到并且得到因为所有这些点画成一条曲
4、线就是等焓线。改变初试压力和温度进行类似实验，即可得到一系列的等焓线，图中等焓线上任一点的斜率7 若封闭气缸内的湿空气定压升温，问湿空气的即为 如何变化？【答案】若封闭气缸中的湿空气定压升温，则混合气体中的水蒸气的温度也升高，对应的饱和压力也一起升高，但是由于混合气体的压力一定，所以水蒸气的质量和分压不变，因此，湿空气的焓升高，相对湿度由于不变和增大而下降，含湿量由于混合气体的成分未改变而不变。 8 在最高温度及最高压力一定时，活塞式内燃机三种理想循环的热效率的大小关系是怎样的？试利用 图进行分析。【答案】在最高温度及最高压力一定时，活塞式内燃机三种理想循环的热效率的大小关系是图如图所示。 图
5、 9 热量和功有什么相同的特征？两者的区别是什么？【答案】热量和功是能量的不同表现形式，都是与过程有关的量。其单位是相同的。区别在于表现形式的不同。 10试述准静态过程与可逆过程的区别。【答案】（1）定义不同。准静态过程是一系列平衡态所组成的过程；可逆过程是如果系统完成某一热力过程后，再沿原路径逆向进行时，能使系统和外界都返回原来状态而不留下任何变化的过程。（2）要求条件不同。可逆过程要求系统与外界随时保持力平衡和热平衡，且不存在任何耗散损失，在过程中没有任何能量的不可逆损失；准静态过程的条件仅限于系统内部的力平衡和热平衡，在进行中系统与外界可以有不平衡势差，也可能有耗散现象发生，只要系统内部
6、能及时恢复平衡，其状态变化还是准静态的。（3）可逆过程是针对过程中所引起的外部效果而言的，准静态过程是针对系统内部状态变化而言的。（4）可逆过程一定是准静态过程，准静态过程不一定是可逆过程。（5）实际过程总是在温差、压差作用下变化的，实际过程是偏离可逆过程的准静态。相同点：对于热力系统而言，两个过程都是由一系列平衡态所组成的，在图上都能用连续曲线表示，都可用确定的状态参数变化描述过程。 11迈耶公式是否适用于动力工程中应用的高压水蒸气？是否适用于地球大气中的水蒸气？【答案】因为迈耶公式的推导中应用了理想气体的性质，所以迈耶公式一般适用于理想气体，故不适用于动力工程中的高压水蒸气。另外，地球大气压力较低，大气中的水蒸气的分压力更低一些，所以可将大气视为理想气体混合物，故迈耶公式可以适用于大气中的水蒸气。一、简答题考研试题
